基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法与流程

技术特征：

1.一种基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据全生命周期理论建立光伏系统碳排放模型，即光伏系统全生命周期的碳排放总量C_tot，单位为kg见下式(1)

C_tot＝C₁+C₂+C₃+C₄+C₅+C₆ (1)

其中，C1为光伏组件原材料获取阶段的碳排放量，C2为光伏组件的生产阶段的碳排放量，C3为运输阶段碳排放量，C4为施工阶段的碳排放量，C5为使用维护阶段的碳排放量，C6为拆除清理阶段的碳排放量；

步骤2，确定光伏组件原材料获取阶段的碳排放量C₁，单位为kg，包括光伏板及其组件原材料：多晶硅、铝边框、玻璃面板、接线盒、密封材料、背板、焊带、硅胶、纸箱生成的碳排放量见下式(2)

$C_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_i\×RE+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×{\mathrm{RM}}_i+C_{wc}\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{W}_{ari}---\left(2\right)$

E_i为生产主线各过程消耗的电量，单位为kWh，

RE为电力的碳排放系数，单位为kgCO₂/kWh，

M_i为第i种材料单位建材内含能量，单位为MJ/kg，

Q_i为第i种材料用量，单位为kg，

RM_i为第i种材料对应能源与碳排放量转换系数，单位为kg(c)/MJ，

W_ari为各生产过程处理的废水量，单位为m³，

C_wc为好氧处理废水的CO₂排放系数，单位为kg/m³；

步骤3，确定所述光伏组件的生产阶段的碳排放量C2，单位为kg，C2分为光伏板生产过程中的碳排放量C_2-PV和除光伏板以外其他光伏组件生产过程中的碳排放量C_2-OT，而光伏板生产过程中的碳排放量C_2-PV计算公式如下式(3)所示

$C_{2-pv}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_i\×RE+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×{\mathrm{RM}}_i+C_{wc}\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{W}_{ari}---\left(3\right)$

其中，式(3)中的各参数含义与式(2)中相同，

除光伏板以外其他光伏组件生产过程中的碳排放量C_2-OT计算公式如下式(4)所示

$C_{2-OT}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i\×RP---\left(4\right)$

P_i为设备的价格，单位为万元，

RP为工业行业专业设备的碳排放系数，单位为kg/万元，则

C2＝C_2-PV+C_2-OT；

步骤4，确定运输阶段碳排放量C3，单位为kg，它来源于运输光伏组件的过程中交通工具消耗燃料的碳排放量，C3计算公式如下式(5)所示

$C_3=D\×H\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}({\mathrm{GWP}}_i\×{\mathrm{\η}}_i\×G_i\×{\mathrm{RG}}_i)---\left(5\right)$

D为运输距离，单位为km，

H为运输重量，单位为t，

GWP_i为温室气体的全球增温潜力系数，

G_i为燃料油的消耗强度，单位为L/(t·km)，

RG_i为燃料油的温室气体排放系数，单位kg/L；

步骤5，确定施工阶段的碳排放量C4，单位为kg，它分为施工耗材生产的碳排放量C_4-M和施工安装过程的碳排放量量C_4-L，计算公式如下式(6)、(7)所示

$C_{4-M}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×{\mathrm{RM}}_i---\left(6\right)$

式(6)中各参数含义与式(2)中相同，

$C_{4-1}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×H_i\×{\mathrm{RM}}_i---\left(7\right)$

H_i为施工安装阶段，第i种化石燃料的消耗量，其计算式为:

$H_i=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{N}_{i^j}\×Y_{i^j}$

为j机械设备所用第i种化石燃料的台班能源消耗，kg/台班，

为j机械在施工安装阶段的使用台班量，

RM_i为第i种材料对应能源与碳排放量转换系数，单位为kg(c)/MJ，则

C4＝C_4-M+C_4-L；

步骤6，确定使用维护阶段的碳排放量C5，单位为kg，它分为使用阶段所产生的碳排放量C_5-U以及维护阶段产生的碳排放量C_5-M，计算公式如下式(8)、(9)所示

$C_{5-U}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×{\mathrm{RM}}_i---\left(8\right)$

式(8)中各参数含义与式(2)中相同，

$C_{5-M}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×H_i\×{\mathrm{RM}}_i---\left(9\right)$

式(9)中各参数含义与式(7)相同，则

C5＝C_5-U+C_5-M；

步骤7，确定拆除清理阶段的碳排放量C6，单位为kg，它分为系统废弃物处理产生的碳排放量以及废弃物在运输过程中产生的碳排放量，其计算公式如下式(10)所示

$C_6=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×{\mathrm{RM}}_i+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×H_i\×{\mathrm{RM}}_i---\left(10\right)$

式中各参数含义与前所述公式中各参数含义一致；

步骤8，确定光伏系统全生命周期碳排放量Ctot，单位为kg，计算得到光伏系统全生命周期的碳排放量的计算公式如下式(11)所示

$\begin{array}{c}{C}_{tot}=C_1+C_2+C_3+C_4+C_5+C_6\\ =\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{E}_i\×RE+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×Q_i\×RM+C_{wc}\×\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{W}_{ari}+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{P}_i\×RP+D\×H\×\\ \underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}({\mathrm{GWP}}_i\×{\mathrm{\η}}_i\×G_i\×{\mathrm{RG}}_i)+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{M}_i\×H_i\×{\mathrm{RM}}_i\end{array}---\left(11\right)$

各参数含义与上述步骤中所述参数含义一致。

2.根据权利要求1所述的基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于：

其中，步骤2中，所述电力碳排放因子可根据中华人民共和国国家发展和改革委员会公布的“中国区域电网基准线排放因子”获得，所述化石能源碳排放因子可根据政府间气候变化专门委员会IPCC获得。

3.根据权利要求1所述的基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于：

其中，步骤3中，所述工业行业专业设备碳排放系数y＝2.252e+143e^-1.654X，其中X为年份数，由此计算式可得到相应年限内的专业设备的碳排放系数。

4.根据权利要求1所述的基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于：

其中，步骤5中的机械设备能源消耗以《全国统一施工机械台班费用定额》为参照整理得到各机械的能源消耗。

5.根据权利要求1所述的基于全生命周期思想的光伏系统碳排放量计算方法，其特征在于：

其中，步骤8中单位建材内含能量可通过查阅前人研究所发表的文献得到。